JPS61222458A - Inhalator, water storage tank used therein and formation of heated humidified air stream for inhalator - Google Patents
Inhalator, water storage tank used therein and formation of heated humidified air stream for inhalatorInfo
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- JPS61222458A JPS61222458A JP61017701A JP1770186A JPS61222458A JP S61222458 A JPS61222458 A JP S61222458A JP 61017701 A JP61017701 A JP 61017701A JP 1770186 A JP1770186 A JP 1770186A JP S61222458 A JPS61222458 A JP S61222458A
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/14—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase
- A61M16/16—Devices to humidify the respiration air
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸入器の装置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an inhaler device.
普通のかぜのような症状を、患者に加熱加湿空気を吸入
させることによって治療することは提案されている。空
気温度は、約43℃に正確にコントロールされ、その空
気の相対温度は、飽和状態かそれに近い状態でなければ
ならないことが実験により定められた。It has been proposed to treat common cold-like symptoms by having the patient inhale heated, humidified air. Experiments determined that the air temperature was precisely controlled at about 43° C. and that the relative temperature of the air should be at or near saturation.
そのような空気流を作り出すために多数の装置が、これ
までに提案された。これらの装置の例は、次の特許の明
細書に開示される。A number of devices have been proposed in the past for creating such airflow. Examples of these devices are disclosed in the following patent specifications:
西ドイツ国特許第102693号、同306287.5
01505.556493.62252.123398
1.1148355.193350.2020435.
2160561.2942631,30259361.
3139135 ;フランス国特許第727129号、
同783708.914188.2270897.22
76840.2440742 ;英国特許第19794
6号、同421708.1435520.147571
0.1490974.1448473.1343385
.1294808.1242694.1107780.
2010097A、200238A、米国特許第631
575号、742244.865021、929199
.155419.1832916.2040630.2
906463.2151719.2168450.21
74531.2230265.223343]、224
1356.2262711.2283952.2366
753゜2387917.2445347.27095
77.3190502.3434471.350600
3.3903883.3990441.4023718
.4369777、欧州特許第0011847号、スイ
ス特許第261779号およびオーストリヤ特許第15
0117号。West German Patent No. 102693, 306287.5
01505.556493.62252.123398
1.1148355.193350.2020435.
2160561.2942631,30259361.
3139135; French Patent No. 727129,
783708.914188.2270897.22
76840.2440742 ; British Patent No. 19794
No. 6, 421708.1435520.147571
0.1490974.1448473.1343385
.. 1294808.1242694.1107780.
2010097A, 200238A, U.S. Patent No. 631
No. 575, 742244.865021, 929199
.. 155419.1832916.2040630.2
906463.2151719.2168450.21
74531.2230265.223343], 224
1356.2262711.2283952.2366
753°2387917.2445347.27095
77.3190502.3434471.350600
3.3903883.3990441.4023718
.. 4369777, European Patent No. 0011847, Swiss Patent No. 261779 and Austrian Patent No. 15
No. 0117.
本発明の目的は、あらかじめ設定した温度および相対湿
度レベルの空気流を発生する。軽くて比較的製造が簡単
な、使用上高度に安全な吸入装置を提供することである
。The object of the present invention is to generate an air flow at a preset temperature and relative humidity level. It is an object of the present invention to provide an inhalation device that is lightweight, relatively simple to manufacture, and highly safe in use.
本発明は、空気の通路、貯水容器、加熱手段、貯蔵容器
中の水の中に延びる部分と、加熱手段と接触して熱交換
をする部分とを含むウィック(wick)手段、空気流
を空気通路を通って、ウィック手段の、前記部分に沿っ
て流れるように方向づけ、それによって湿気を空気流に
与え、空気流を加熱する手段、ウィックの前記部分の下
流にある所与の位置で、空気流の温度を感知する第1の
手段、そして加熱手段の動作を変え、それによって、所
与の位置で空気流の温度を大体あらかじめ設定した温度
に保つための第1の温度感知手段に応答する手段で形成
されるハウジングを含む吸入装置を提供する。The present invention includes an air passageway, a water storage container, a heating means, a wick means including a portion extending into the water in the storage container and a portion contacting the heating means for heat exchange; means for directing the air to flow through the passageway and along said portion of the wick, thereby imparting moisture to the air stream and heating the air stream, at a given location downstream of said portion of the wick; first means for sensing the temperature of the air stream, and responsive to the first temperature sensing means for varying the operation of the heating means, thereby maintaining the temperature of the air stream at approximately a preset temperature at a given location; An inhalation device is provided that includes a housing formed by means.
ウィック手段の前記部分は、複数の間隔を置いた構造物
によって第1側上で支えられ、ウィック手段の第2側は
、空気流が、前記ウィック手段の第1側を通過して行け
るようヒーター手段の反対側と接触している。The portion of the wicking means is supported on a first side by a plurality of spaced structures, and the second side of the wicking means is provided with a heater to allow airflow to pass through the first side of the wicking means. in contact with the opposite side of the means.
空気流の自由な流れに悪い影響を及ぼさないほか、この
構造物は、取りはずし可能で便利なウィック装置を取り
付けることができるウィック支持部を備える。これらは
、大変好都合なものである。Besides not adversely affecting the free flow of airflow, the structure comprises a wick support to which a removable and convenient wick device can be attached. These are very convenient.
この配置は、水で飽和したウィックがヒーター手段と直
接接触することによって加熱され、空気流中に放出され
る水蒸気が加熱されることを意味する。This arrangement means that the water-saturated wick is heated by direct contact with the heater means and the water vapor released into the air stream is heated.
従って、空気流は、ウィックから熱い水蒸気を取り出す
だけで、加熱される。空気流中の相対湿度は、はぼ10
0%になる。ヒーターにより空気流を直接熱することは
、熱が、「乾燥」しており、温度を下げるので避けるべ
きである。The air stream is therefore heated simply by drawing hot water vapor from the wick. The relative humidity in the air stream is 10
It becomes 0%. Direct heating of the air stream by a heater should be avoided as the heat is "drying" and lowers the temperature.
本発明の好ましい形態では、貯水槽は構造の下端に位置
し、ウィック手段の前記部分は貯水槽の上、ヒーター手
段の下方に位置する。In a preferred form of the invention, the water reservoir is located at the lower end of the structure and said portion of the wicking means is located above the water reservoir and below the heater means.
しかし、本発明を変形すれば、空気流を飽和ウィックの
上面に流すことが可能である。However, with a modification of the invention it is possible to direct the airflow over the top surface of the saturation wick.
好適変形例によれば、ヒーター手段のほぼ全部をウィッ
ク手段で覆う。そうすれば、熱は全部ウィック手段によ
って吸収され、隔離要件が削減されるため、ヒーターを
更に小さくすることができる。空気流中への「乾燥熱」
の放出も減少する。According to a preferred variant, substantially all of the heater means are covered with wick means. The heater can then be made even smaller as all the heat is absorbed by the wicking means and isolation requirements are reduced. “Dry heat” into the air stream
The release of is also reduced.
貯水槽は、取り外し可能にハウジングにとりつけるのが
好ましい。貯水槽は、密封ユニットとして提供され、蒸
溜水又は脱ミネラル水を含む。Preferably, the water reservoir is removably attached to the housing. The water reservoir is provided as a sealed unit and contains distilled or demineralized water.
シールは、ユーザーによって貯水槽から構成される装置
を使用できるように貯水槽はハウジングにとりつけられ
る。発明のこの変形において、貯水槽は、コンテナ、コ
ンテナ中の水、水上の支持手段、「支持手段によって支
えられる部分と貯水槽の水中に延びている部分を含むウ
ィック手段」、そしてウィック上に横たわり、コンテナ
をシールする取り外し可能の手段を含むのが好ましい。The seal is attached to the housing so that the device comprising the reservoir can be used by a user. In this variant of the invention, the reservoir comprises a container, water in the container, support means above the water, "wick means comprising a portion supported by the support means and a portion of the reservoir extending into the water", and lying on the wick. , preferably includes removable means for sealing the container.
ヒーター手段は、加熱要素と、「第1の温度感知手段に
応答して電源と加熱要素との接続をコントロールする接
続手段を含むヒーター手段の動作を変える手段」とを含
むのが好ましい。Preferably, the heater means includes a heating element and "means for varying the operation of the heater means, including connection means for controlling the connection between a power source and the heating element in response to the first temperature sensing means."
第2の温度感知手段は、所与の場所における空気流温度
の上限を超える上昇を発見するために用いられる。A second temperature sensing means is used to detect an increase in airflow temperature above the upper limit at a given location.
貯水槽中の水の個渇は、ヒーター手段と接触している第
三の温度感知手段によって発見される。Depletion of water in the reservoir is detected by third temperature sensing means in contact with the heater means.
水供給が個渇すると、クイックは乾き、もはやヒーター
手段に冷却作用をを与えない。その結果、ヒーター手段
の温度は上がり、これを適当なセンサーによって検知す
ることができる。When the water supply dries up, the quick dries up and no longer provides a cooling effect to the heating means. As a result, the temperature of the heating means increases and this can be detected by a suitable sensor.
同様に、センサーは、貯水槽が適当な場所にない場合、
装置を作動させようとする検知をする。Similarly, the sensor detects if the water tank is not in the right place.
Detects an attempt to activate the device.
本発明は、飽和ウィックの少くとも一部を加熱する段階
、空気流を加熱ウィック部分に沿って流し、それによっ
て水分を空気流に与え、空気流を加熱する段階、空気流
温度を加熱したウィック部分の下流で感知する段階およ
び感知温度に応答してウィック部分の加熱をコントロー
ルする段階を含む、加熱、加湿空気流を作る方法にも普
延される。The present invention includes the steps of heating at least a portion of a saturated wick, flowing an air stream along the heated wick portion, thereby imparting moisture to the air stream, and heating the air stream, increasing the air stream temperature to the heated wick. It also extends to a method of creating a heated, humidified air flow that includes sensing downstream of the section and controlling heating of the wick section in response to the sensed temperature.
(実施例)
以下、本発明の好適実施例を、添付の図面を参照して詳
細に説明する。(Embodiments) Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図および第2図は、発明による吸入装置((10)
を示す。装置はハウジング(12)とハウジングの下端
に連結した取り外し可能の貯水槽(14)とを含む。ハ
ウジング(12)は、4つの成分から成り、ファンカバ
ー(16)と前部分(18)と後部分(20)と後カバ
ー(22)はそれから突き出た固定用クリップ(24)
をもつ。前および部分後部分(18)および(20)は
その間に、エレクトロニクス部分を形成する。1 and 2 show the inhalation device according to the invention ((10)
shows. The device includes a housing (12) and a removable water reservoir (14) connected to the lower end of the housing. The housing (12) consists of four components: a fan cover (16), a front part (18), a rear part (20) and a rear cover (22) with fixing clips (24) projecting therefrom.
have. The front and rear parts (18) and (20) form an electronics part therebetween.
ファンカバー(]6)は、それを通って形成される、一
部おおわれた空気流入口(26)をもつ。モーター(3
0)によって駆動されるファン(28)が、ハウジング
内部にとりつけられ、空気を開口(26)を通って流し
、空気通路を矢(34)の示す方向に、下方に押し出す
。ファンは遠心的に作動し、空気通路を通る約45リツ
トル/分の空気流をつくり出す。The fan cover (6) has a partially covered air inlet (26) formed therethrough. Motor (3
A fan (28) driven by the fan (28) is mounted inside the housing and forces air through the opening (26) and downwardly through the air passageway in the direction indicated by the arrow (34). The fan operates centrifugally and creates an air flow of approximately 45 liters/minute through the air passage.
モーター(30)の下にとりつけられ、ハウジングの内
部を横に延びる加熱装置(36)がある。これは。There is a heating device (36) mounted below the motor (30) and extending laterally within the housing. this is.
2cm厚さのアルミナから成る磁器ヒータープレート(
38)と上表面に耐性インクでプリントした模様をもっ
た加熱要素(40)とを含む。Porcelain heater plate made of 2cm thick alumina (
38) and a heating element (40) having a pattern printed with a resistant ink on its upper surface.
加熱要素と連結ターミナル(42)は、第2図に示され
るように、上方に向ってハウジング内部のエレクトロニ
クス部分に突き出ている。これらターミナルの一つは、
フユーズ(44)に連結される。The heating element and connecting terminal (42) project upwardly into the electronics portion inside the housing, as shown in FIG. One of these terminals is
It is connected to fuse (44).
更に、装置は、熱フユーズ(図示せず)を内蔵し、これ
は、故障状態により、加熱要素の正常な制御がきかなく
なっている場合の保全を提供する。Additionally, the device incorporates a thermal fuse (not shown), which provides security in case a fault condition prevents normal control of the heating element.
この熱フユーズは、ヒータ・アセンブリ(36)の内部
で、ヒータープレート(38)と、厚さ511w11で
、このヒータープレート(38)の上に置かれているセ
ラミック繊維の絶縁槽(46)との間に取り付けられる
。This thermal fuse is located within the heater assembly (36) between a heater plate (38) and a ceramic fiber insulating bath (46) having a thickness of 511w11 and placed on top of the heater plate (38). installed between.
このフユーズは、ヒータープレー1〜の温度に応答し、
かつ、機能障害、仮に、ヒーターの温度が予め決められ
た値より高くなったような場合、ヒーター要素に対する
供給を阻止する。This fuse responds to the temperature of heater play 1~,
And in the event of a malfunction, such as if the temperature of the heater were to rise above a predetermined value, the supply to the heater element would be blocked.
ヒータープレート(38)および絶縁槽(46)は、加
熱装置のための防水ケーシングを形成する耐熱化合物で
成型された箱(48)に入れられる。The heater plate (38) and the insulation tank (46) are encased in a box (48) molded of a heat-resistant compound forming a waterproof casing for the heating device.
モールディングは、ハウジングとかみ合っている突起(
50)を含み、それによって、加熱装置をハウジング内
の位置で支持する。The molding has a protrusion (
50), thereby supporting the heating device in position within the housing.
ヒーターはまた、「乾燥熱」の空気流への移行を少なく
するため、空気通路側部に対しても絶縁されている。The heater is also insulated from the air passage sides to reduce the transfer of "dry heat" into the air stream.
薄いアルミニウム板(52)が、加熱構造とエレクトロ
ニクス部分(25)との間にある。その板の一部は、第
1図かられかるよに空気通路(32)に突き出しており
、それによって、空気通路の加熱装置に対して比較的上
流側のヒートシンクとして作用する。A thin aluminum plate (52) is between the heating structure and the electronics part (25). A portion of the plate projects clearly into the air passage (32) from FIG. 1, thereby acting as a relatively upstream heat sink for the air passage heating device.
これは、電子部分の下方壁への熱の好ましくない移行を
減らすものである。This reduces unwanted transfer of heat to the lower wall of the electronic part.
エレクトロニクス部分は、プリント基板(56)に=1
1−
とりつけられ、主供給により作動する変圧器(54)を
含む。変換器は、第4図に示す制御回路のための電力を
供給する。The electronics part is on the printed circuit board (56) = 1
1- Contains a transformer (54) installed and operated by the mains supply. The converter provides power for the control circuit shown in FIG.
主供給は、ソケット(58)に連結し、そのソケットは
、内部で、オン・オフスイッチ(60)、フユーズ(4
4)、および加熱要素(40)に対する熱フユーズを経
て、かつプリント板(56)にとりつけられた電子回路
に電線でつながる。The main supply is connected to a socket (58) which internally includes an on/off switch (60), a fuse (4
4), and via a heat fuse to the heating element (40) and electrical wires to an electronic circuit mounted on the printed circuit board (56).
被覆された2ケのサーミスタ(62)および(64)が
プリン1〜板(56)から、装置の後カバー(22)に
隣接する空気通路(32)に延びている。Two coated thermistors (62) and (64) extend from the pudding plate (56) to the air passageway (32) adjacent to the rear cover (22) of the device.
サーミスタ(62)は、主要制限サーミスタと言われ、
これが、第4図の電子回路によって、所望の作動条件を
得るためにはどの位のパワーをヒーターに供給するべき
かを定める。The thermistor (62) is said to be the primary limiting thermistor,
This determines, by the electronic circuit of FIG. 4, how much power should be applied to the heater to obtain the desired operating conditions.
第2のサーミスタ(64)は、安全性の目的のためのも
のであり、通路(32)における空気温度の過剰上昇を
検知する。空気温度が許容限界まで上がった場合には警
告ブザー(66) (第2図参照)が作動する。これら
のサーミスタは、シール化合物(68)によってプリン
ト板(56)にシールされる。The second thermistor (64) is for safety purposes and detects an excessive rise in air temperature in the passageway (32). If the air temperature rises to the permissible limit, a warning buzzer (66) (see Figure 2) is activated. These thermistors are sealed to the printed board (56) by a sealing compound (68).
装置の後側の空気通路は、はとんど水平である出口(7
0)で終る。The air passage at the rear of the device has an outlet (7) which is mostly horizontal.
Ends with 0).
貯水槽(14)は、コンテナ(72)を、ウィック(7
6)の支持体として働く上部モールディング(74)と
共に含む。支持体(74)は、間隔を置いて並び、ウィ
ックの下表面と接触することによって、ウィックをほぼ
水平に支持している多数の上向の突起(78)を含む。The water tank (14) has a container (72) and a wick (7).
6) with an upper molding (74) serving as a support. The support (74) includes a number of spaced apart upwardly directed protrusions (78) that substantially horizontally support the wick by contacting the lower surface of the wick.
支持体(74)は、中心に下方に延びる突起(80)を
含み、その突起は、孔がいていて、ウィックの中心部分
とつながり、穴がおいていて、ウィックの中心部分とつ
ながり、それによって、このウィック中心部分をコンテ
ナ(72)の底にまで延ばしている。The support (74) includes a centrally downwardly extending protrusion (80), the protrusion being perforated and connected to the central portion of the wick, the protrusion being perforated and connected to the central portion of the wick, thereby , the central portion of this wick extends to the bottom of the container (72).
貯水槽は、使い捨てが意図されており、約70m Qの
脱ミネラル水又は蒸溜水(82)を入れである。ウィッ
クは、毛細管現象によって、その水から水分をとり込む
。ウィックは粘性のある不織レーヨンから成る。The water reservoir is intended to be disposable and contains approximately 70 mQ of demineralized or distilled water (82). The wick draws moisture from its water by capillary action. The wick is made of sticky non-woven rayon.
貯水槽(14)は、支持体(74)の下部周囲に付着し
、かつウィックにきっちり嵌まっているフォイルカバー
(84) (一点鎖線の部分)によってシールされる
。The water reservoir (14) is sealed by a foil cover (84) (dotted line) attached around the lower part of the support (74) and tightly fitted into the wick.
このカバーは、貯水槽使用前のウィックを保護し、水が
コンテナからこぼれないようにしている。This cover protects the wick before use and prevents water from spilling out of the container.
貯水槽を吸入装置の上部と結合する前に、このカバーを
とる。貯水槽中の水はガンマ照射によって減菌されてい
る。Remove this cover before joining the water reservoir to the top of the inhalation device. The water in the water tank is sterilized by gamma irradiation.
ウィック支持体(74)は、コンテナが一杯の時、コン
テナが垂直から206までは傾いても、漏れが妨げるよ
うな位置に回り(86)をもっている。The wick support (74) has a turn (86) in a position such that when the container is full, leakage is prevented even when the container is tilted 206 from vertical.
貯水槽(14)がハウジング(12)にとりつけられる
と、シール(88)は、水の外部への漏れを防ぎ、空気
シールとしても働く。When the water reservoir (14) is attached to the housing (12), the seal (88) prevents water from leaking to the outside and also acts as an air seal.
第3図は、使用中の装置(10)を示す。電源コード(
90)がハウジングのソケット(58)に連結される。Figure 3 shows the device (10) in use. Power cord(
90) is connected to the socket (58) of the housing.
皮ベルト(92)が第1図に示される固定用クリップ(
24)で、ハウジングの後部カバーに適当な方法でとり
つけられる。The leather belt (92) is attached to the fixing clip (
At 24), it is attached to the rear cover of the housing in any suitable manner.
皮ベルトを使用者の頚のまわりに巻く。フレキシブルチ
ューブ(94)が空気通路(32)からの出口(70)
に連結され、アダプタ一部品(96)で終る。そのアダ
プターは、空気流の流れの角度を90″変え、使用者の
鼻孔へ空気流が一様につき当るようにする。A leather belt is wrapped around the user's neck. Flexible tube (94) exits (70) from air passageway (32)
and terminates in an adapter piece (96). The adapter changes the angle of the airflow by 90'', allowing the airflow to evenly hit the user's nostrils.
アダプターは、使用者の鼻をおおう位置に弾力性ひも(
100)によって固定されるマスク(98)に留め金で
止めつけられる。弾力性ひも(100)は、マスク上の
細長いアルミニウム帯(102)に固定されている。The adapter has an elastic string (
100) is clasped to the mask (98) which is secured by the mask (98). An elastic cord (100) is secured to an elongated aluminum strip (102) on the mask.
吸入装置の作動は、既述のようにハウング(12)のエ
レクトロエックス部分にあるプリント板(56)にマウ
ントされた。第4図に示す回路の制御下にある。The actuation of the inhalation device was mounted on a printed board (56) in the electrox part of the haung (12) as previously described. It is under the control of the circuit shown in FIG.
変圧器(54)からの出力はブリッジ整流器(104)
によって整流されモーター(30)と、図示してはいな
いが、簡単な電圧調整回路に供給される。安定調整の出
力は、サーミスターモニター回路(105)を作動する
。開閉回路(107)は、ヒーター要素(40)への電
力供給をコントロールするために用いられる。The output from the transformer (54) is connected to the bridge rectifier (104)
and is supplied to the motor (30) and a simple voltage regulation circuit (not shown). The output of the stability adjustment activates the thermistor monitor circuit (105). A switching circuit (107) is used to control the power supply to the heater element (40).
回路(105)は、主サーミスター(62)、安全又は
第2サーミスター(64)およびブザー(66)を示す
。The circuit (105) shows a main thermistor (62), a safety or secondary thermistor (64) and a buzzer (66).
回路は、第1図および第2図では見えない第3のサーミ
スター(106)を示す。The circuit shows a third thermistor (106) not visible in FIGS. 1 and 2.
このサーミスターは、セラミックヒータ−プレート(3
8)の上表面に取り付けられ、このプレートの温度をモ
ニターする小さいチップである。このチップは、勿論、
加熱要素から電気的に絶縁される。This thermistor is a ceramic heater plate (3
8) is a small chip attached to the top surface of the plate that monitors the temperature of this plate. This chip, of course,
electrically isolated from the heating element.
回路に示される全成分は詳しく述べない、なぜならばこ
れらの成分の性質、およびその作動方法は当業者には周
知だからである。しかし、発明の吸入装置の作動を理解
するために必要な回路に関する面は、更に詳しく述べる
つもりである。All components shown in the circuit will not be described in detail since the nature of these components and their method of operation are well known to those skilled in the art. However, aspects relating to the circuitry necessary to understand the operation of the inventive inhalation device will be discussed in further detail.
安定回路は、電圧Vccを生じ、それは、Vcc/ 2
の基準電圧を、すべてのコントロール回路に生ずるとこ
ろの基準回路(108)に印加される。The ballast circuit produces a voltage Vcc, which is Vcc/2
is applied to a reference circuit (108) which is applied to all control circuits.
サーミスタ(62)は、主コントロールコバレータ(1
10)に接続される。サーミスタ(64)および(10
6)は、それぞれコンパレータ(11,2)および(1
14)に同16一
様に接続される。基準電圧Vcc/ 2が、コンパレー
タ(110) (112)および(114)の各々に供
給される。The thermistor (62) is connected to the main control covertator (1
10). Thermistor (64) and (10
6) are comparators (11, 2) and (1
14) and 16 are uniformly connected. A reference voltage Vcc/2 is supplied to each of comparators (110), (112) and (114).
主コンパレータ(1,10)への基準電圧は、3°の温
度変動に相当する振巾をもった、重畳された三角波をも
つ。これは、コン1〜ロールループに比例帯を与え、で
きるだけ速く作動温度に達するように至適過度応答を与
える。The reference voltage to the main comparators (1, 10) has a superimposed triangular wave with an amplitude corresponding to a temperature variation of 3°. This provides a proportional band for the control loop and provides optimal transient response to reach operating temperature as quickly as possible.
加熱要素(40)は、トライアク(1,16)を通して
、「バースト・ファイアJ(burst Hre)法に
よって、コントロールされる。トライアク、従ってヒー
ターはレート1.Hzで、必要な電力量に応じてデユー
ティ−サイクル(通電期間)を変えて接続される。The heating element (40) is controlled by the "burst fire" method through the triac (1, 16). The triac, and thus the heater, is operated at a rate of 1.Hz and on duty depending on the amount of power required. - Connected with different cycles (energizing period).
加熱要素は、コンパレータ(110)によって、オプト
・アイロレータ(118a)および(118b)を介し
てコントロールされる。The heating element is controlled by a comparator (110) via opto-airolators (118a) and (118b).
既述のように、コンパレータ(110)への基準電圧は
、基準電圧Vcc/ 2に中心がある、振幅の小さい三
角波である。そのコンパレータへのその他の入力は、サ
ーミスタ(62)および抵抗器(120)および(12
2)によって形成される分圧器から遊動される電圧であ
る。抵抗器(120)は、変動的で、空気が加熱される
所望の制御温度を与えるようにセットされる。As mentioned above, the reference voltage to the comparator (110) is a small amplitude triangular wave centered at the reference voltage Vcc/2. Other inputs to that comparator are thermistor (62) and resistors (120) and (12
2) is the voltage strayed from the voltage divider formed by . The resistor (120) is variable and set to provide the desired controlled temperature at which the air is heated.
サーミスタ(62)の温度が上昇するにつれて、コンパ
レータ(110)への正の入力電圧は上がる。こうして
、コンパレータの出力電圧によりコントロールされる加
熱要素のデユーティサイクルは変化する。このシステム
は、フィードバックループであるから、回路は、約60
%のデユーティ−サイクルに必要な抵抗のところにサー
ミスタを維持するように作動し、この方法で温度は正確
にコントロールされる。As the temperature of the thermistor (62) increases, the positive input voltage to the comparator (110) increases. Thus, the duty cycle of the heating element, controlled by the output voltage of the comparator, changes. Since this system is a feedback loop, the circuit consists of approximately 60
The temperature is precisely controlled in this way, operating to maintain the thermistor at the resistance required for the % duty cycle.
コンパレータ(1,1,O)に少量のヒステリシスを与
え、コンパレータの明確なスイッチングを確実にする。A small amount of hysteresis is provided to the comparator (1,1,O) to ensure clean switching of the comparator.
加熱要素(40)は、既に述べた熱フユーズ(44)に
よって防御される。ヒーター温度が過度に上がるとこの
フユーズは回路を開く。貯水槽(14)が水が涸渇した
場合、ヒーターにはもう一つの防御措置が、ヒーターに
固定されたサーミスタ(106)によって与えられる。The heating element (40) is protected by the heat fuse (44) already mentioned. This fuse opens the circuit if the heater temperature rises too high. If the water reservoir (14) runs dry, another protection measure for the heater is provided by a thermistor (106) fixed to the heater.
このサーミスタはコンパレータ(114)をコントロー
ルし、このサーミスタが感知する温度が140℃以上に
上がると、コバレータは、オプト・アイソレータ(11
8)を経てトライアクをオフにし、ORゲート(124
)を経てブザー(66)をオンにするように切り替わる
。This thermistor controls a comparator (114), and when the temperature sensed by this thermistor rises above 140°C, the cobalator controls the opto-isolator (114).
8), turn off the triac and turn off the OR gate (124
) to turn on the buzzer (66).
コンパレータ(114)は、多量のヒステリシスをもち
、従ってそれが再びオンになり得る前には、ヒーターを
かなり冷さなければならない。The comparator (114) has a large amount of hysteresis so the heater must cool considerably before it can be turned on again.
サーミスタ(64)は、空気温度の過度の上昇を検知す
るためのものである。もし、通路(32)の空気温度が
46℃に達すると、その時コンパレータ(112)は切
り替わり、ブザーが再びなる。The thermistor (64) is for detecting an excessive rise in air temperature. If the air temperature in the passageway (32) reaches 46°C, then the comparator (112) will switch and the buzzer will sound again.
コンパレータ(112)への基準入力に供給される三角
波は、IHzで機能するオツシレータ(126)によっ
てつくられることを述べなければならない。It must be mentioned that the triangular wave fed to the reference input to the comparator (112) is created by an oscillator (126) functioning at IHz.
このオツシレータは、ORゲート(128)を経てブザ
ー(66)をゲートするためにも用いられる。This oscillator is also used to gate the buzzer (66) via the OR gate (128).
トライアク(116)は、トランジスター回路(130
)によって駆動される。主供給ラインは、ヒーターとト
ライアクをもつシリーズのターミナル(132)および
(1,34)に接続される。The triac (116) is a transistor circuit (130)
) is driven by. The main supply line is connected to a series of terminals (132) and (1,34) with heaters and triacs.
駆動装置(130)は、トランジスタ(136) (1
38)(1,40) (142)をふくむ。トランジス
タ(136)および(138)のコレクタ電流は、供給
電源のゼロクロッシングでゼロにまでなるだけである。The driving device (130) includes a transistor (136) (1
38) (1,40) Including (142). The collector currents of transistors (136) and (138) only go to zero at the zero crossing of the supply voltage.
トランジスタ(140)および(142)が、その後ト
ライアクを駆動する。トライアクは、ラジオ障害を最小
に保つために、ゼロクロッシング・トリガリングをもつ
。Transistors (140) and (142) then drive the triac. The triac has zero-crossing triggering to keep radio interference to a minimum.
既述のように、トライアクのオン・オフ切り替えはオプ
ト・アイソレータ(118)を経て開始する。As previously mentioned, the on/off switching of the triac begins via the opto-isolator (118).
これは回路に固有の安全性を増加させる。This increases the inherent safety of the circuit.
第4図に示す回路の最終的特徴として、モーター(30
)の速度は、直列抵抗器(144)によって、ファン(
28)が空気流の正しい速度を作り出すように調節する
ことができることを指摘しなければならない。The final feature of the circuit shown in Figure 4 is that the motor (30
) is controlled by a series resistor (144).
It must be pointed out that 28) can be adjusted to create the correct speed of airflow.
前に示したように、本発明の吸入装置は、加熱加湿空気
の約45Q/mmの空気流を作り出すことを目的として
いる。空気の相対温度は70%を超えていなければなら
ず、空気温度は約43℃に正確に調節されなければなら
ない。装置は次にように作動する。As previously indicated, the inhalation device of the present invention is intended to produce an airflow of approximately 45 Q/mm of heated humidified air. The relative temperature of the air must be above 70% and the air temperature must be precisely regulated to about 43°C. The device operates as follows.
空気は、モーター(30)によって回転するファン(2
8)により、通路(32)に引き入れられる。空気は通
路(32)を下方に向い、間隔を置いた突起(78)の
間のウィック(76)の下面の下を通過する。The air is supplied by a fan (2) rotated by a motor (30).
8) into the passageway (32). Air is directed downwardly through passageway (32) and passes under the underside of wick (76) between spaced apart protrusions (78).
空気は、それからサーミスタ(62)および(64)を
過ぎて上下へ移動し、エアチューブ(94)を経てハウ
ジングを去る。それから空気は使用者の鼻孔にあられれ
、そこで吸入される。The air then travels up and down past thermistors (62) and (64) and leaves the housing via air tube (94). The air is then forced into the user's nostrils where it is inhaled.
ウィック(76)は、ハウジングと貯水槽の物理的結合
によってヒータープレート(38)と密接に接触する。The wick (76) is in intimate contact with the heater plate (38) due to the physical connection of the housing and the reservoir.
ウィックは貯水槽から毛細管作用によって吸い上げられ
る水で常に飽和している。ウィックが加熱されると、水
蒸気がウィック支持プレート(74)とウィックとの間
の空間に放出される空気が通過するのは、この空気であ
る。The wick is constantly saturated with water drawn up by capillary action from the reservoir. When the wick is heated, it is through this air that water vapor is released into the space between the wick support plate (74) and the wick.
そこで、空気流は加熱水蒸気を担い、同時にヒータープ
レート(38)と接触することによって加熱される。空
気流の相対温度が70%をかなり超えるように配置され
る。There, the air stream carries heated water vapor and is heated by simultaneous contact with the heater plate (38). The arrangement is such that the relative temperature of the airflow is significantly greater than 70%.
空気温度は、ハウジング(12)を出る前に主サーミス
タ(62)よってモニターされる。Air temperature is monitored by the main thermistor (62) before exiting the housing (12).
サーミスタ(62)によって検知される温度に対応する
回路によってもたされる制御機能は、設定部の上か下か
の空気温度に対応する簡単なオン・オフ動作ではない。The control function provided by the circuit corresponding to the temperature sensed by the thermistor (62) is not a simple on-off operation corresponding to the air temperature above or below the set point.
このようにしても、必要な精度と安定性は得られず、従
って、比例制御技術を必要とする。This does not provide the necessary accuracy and stability and therefore requires proportional control techniques.
この動作は、次の通りである。This operation is as follows.
所望の温度、例えば、43℃の周辺には、比例バンドと
いう小さい温度バンドがある。空気の温度が、このバン
ドの中心にある場合、制御器は、主ACサイクルの半分
を、一定間隔で通すことによって、全パワーの半分を流
すようにすることができる。ヒーターに加えられる全パ
ワーの比率は、空気温度が、温度バンドの上端における
時のゼロから、その下欄における時の100%へと変わ
るよう、比例バンドの範囲で、空気温度により直線的に
変化する。Around the desired temperature, for example 43° C., there is a small temperature band called the proportional band. If the air temperature is in the center of this band, the controller can cause half of the total power to flow by passing half of the main AC cycle at regular intervals. The proportion of total power applied to the heater varies linearly with air temperature over the proportional band so that the air temperature varies from zero at the top of the temperature band to 100% at the bottom. do.
出口おける空気温度を43℃±0.5℃に保つため、こ
のようにして、加熱要素は制御される。In this way the heating element is controlled in order to maintain the air temperature at the outlet at 43°C ± 0.5°C.
しかし、温度バンドは、次の理由から、43℃が中心で
はない。However, the temperature band is not centered around 43° C. for the following reason.
即ち
(a)所望の空気温度は、全パワーのほぼ4分の3が印
加される際に達せられる。(a) The desired air temperature is achieved when approximately three-fourths of the total power is applied.
(b)所望の温度は、出口で測って43℃であり、かつ
、空気が、チューブ(94)に沿ってマスク(96)へ
移行する際、空気に若干の温度低下が生じる。(b) The desired temperature is 43° C. measured at the outlet and there is a slight temperature drop in the air as it passes along the tube (94) to the mask (96).
もし、以上機能のために空気温度が46℃に上がると、
これは第2の、又は安全サーミスタに感知され、使用者
への警告としてブザー(66)が鳴る。If the air temperature rises to 46℃ for the above functions,
This is sensed by a second or safety thermistor and a buzzer (66) sounds as a warning to the user.
もしも、貯水層(40)中の水(84)が涸渇すると、
ヒータプレート温度は、上昇する。なぜならば、それが
濡れたウィックの冷却効果にもうさらされないからであ
る。サーミスター(106)は、ヒータプレートの温度
をモニターする。If the water (84) in the reservoir (40) dries up,
The heater plate temperature increases. This is because it is no longer exposed to the cooling effect of a wet wick. A thermistor (106) monitors the temperature of the heater plate.
−Za −
もしこれが、140℃以上に上がり、水の供供が足りな
いことを示すと、ブザー(66)がなり、トライアク(
116)が段違と同様の方法で、オフになる。-Za - If this rises above 140°C, indicating insufficient water supply, the buzzer (66) will sound and the triac (
116) is turned off in the same way as the difference in level.
同じ動作は、貯水槽がハウジングに結合されていない時
、装置にスイッチが入れば、発生する。The same operation occurs when the device is switched on when the reservoir is not coupled to the housing.
飽和したウィック部分とヒータプレートとの密なる接触
は、空気流の湿度レベルを上げ、同時に、空気流を加熱
するのに非常に効率的な方法となる。Intimate contact between the saturated wick portion and the heater plate increases the humidity level of the airflow and at the same time is a very efficient way to heat the airflow.
空気流は、この熱が乾いており、かつ温度を下げるので
、ヒーター・プレートにより直接加熱してはならない。The air stream must not be heated directly by the heater plate as this heat is dry and reduces the temperature.
ウィックは、空気流に大きい面積をあられし、空気の流
れるための空間容量の深さは比較的小さい。従って、空
気流はほとんど一様に加熱され湿気をとり込む。The wick provides a large surface area for airflow and has a relatively small depth of space for airflow. The air stream is therefore almost uniformly heated and entrains moisture.
第4図に示す回路は、こうして温度を所望レベルに一定
に保つことを保証するコントロール機能を提供しその上
、水の供給が足りなくなるが、又は、ヒーター温度が過
度に上がった時に、使用者にそれを知らせる監視機能を
もっている。The circuit shown in Figure 4 thus provides a control function that ensures that the temperature remains constant at the desired level, and also provides a control function to ensure that the water supply is insufficient or when the heater temperature becomes excessively high. It has a monitoring function that notifies you of this.
装置は、第3図には、使用者の鼻を通って吸入するため
の空気を作り出すように示されている。The device is shown in FIG. 3 as producing air for inhalation through the user's nose.
明らかにこの装置は、口から吸入するためのマウスピー
スを使うように変えることができるである。Obviously, this device can be modified to use a mouthpiece for oral inhalation.
本発明の装置は軽く、製造、使用が容易であり、あらか
じめ決められた特性の空気を同時に作り出している間、
非常に安全である。The device of the invention is light, easy to manufacture and use, and while simultaneously producing air of predetermined characteristics.
Very safe.
本明細書の範囲から逸脱することなく、装置に種々の変
形を加えて実施することができる。例えば、加熱要素を
ヒーター芯線が雲母に間かれた金属シース要素で構成で
きる。ソケット(58)を備え、シースされた通常の主
クープルに代えることができる。空気通路からの出口(
70)は、チューブ(94)に対する適切な連結部を提
供できれば、他の適当な方向、例えば直角方向でもよい
。Various modifications may be made to the apparatus without departing from the scope of this specification. For example, the heating element can be comprised of a metal sheath element with a heater core interleaved with mica. It is equipped with a socket (58) and can replace the usual sheathed main couple. Exit from the air passage (
70) may be in any other suitable orientation, for example at right angles, provided that it provides a suitable connection to the tube (94).
第1図は、本発明により吸入装置の側断面図、第2図は
、第1図に示す装置の内部の後方から見た図で装置の上
方部分からとり外した貯水槽の断面も示す。
第3図は、第1および第2図の装置の作動をコントロー
ルするための回路図である。
第4図は、第1、および第2図の装置の作動をコントロ
ールするための回路図である。
(10)吸入装置 (12)ハウジング(14
)貯水槽ウ (16)ファンカバー(18)前
部分 (20)後部分(24)固定用クリッ
プ
(25)エレクトロニクス部分
(26)開口 (28)ファン(30)モ
ーター (34)矢印(36)加熱袋M
’(38)ヒータープレート(40)加熱要素
(42)ターミナル(44)フェーズ
(46)絶縁層(48)箱 (50)
突起(54)変圧器 (56)プリント基板
(58)ソケット (60)スイッチ(62)
サーミスタ (64)サーミスタ(68)シー
ル化合物 (70)出口(72)コンテナ
(74)支持体・モールデング
(78)突起 (80)突起(82)蒸溜
水 (84)フォイル・カバー(86)曲り
(88)シール(90)電源シート
(92)皮ベルト(94)フレキシブルチューブ
(96)アダプタ一部品 (98)マスク(1oo)
弾力性ひも
(102)アルミニウムの細長い吊り
(104)ブリッジ整流器
(106)第3サーミスター
(107)開閉回路
(ioa)基準回路
(110)主コントロール・コンパレータ(112)コ
ンパレータ
(114)コンパレータ
(116)トライアク
(118a)(118a)オプト・アイソレータ(12
0’)抵抗器 (1・22)抵抗器(124)
ORゲー)−(126)オツシレータ(128)ORゲ
ート (130) トランジスタ回路(132)
ターミナル (+34)ターミナル(136)
トランジスタ (138) トランジスタ(142
) トランジスタ
特許出願人代理人弁理士竹 沢 荘 −\ −・7
・7し一メ
一28=
フn
IG−i1 is a side sectional view of an inhalation device according to the invention, and FIG. 2 is a view from the rear of the interior of the device shown in FIG. 1, also showing a cross-section of the water reservoir removed from the upper part of the device. FIG. 3 is a circuit diagram for controlling the operation of the apparatus of FIGS. 1 and 2; FIG. 4 is a circuit diagram for controlling the operation of the devices of FIGS. 1 and 2. (10) Inhaler (12) Housing (14
) Water tank (16) Fan cover (18) Front part (20) Rear part (24) Fixing clip (25) Electronics part (26) Opening (28) Fan (30) Motor (34) Arrow (36) Heating Bag M
'(38) Heater plate (40) Heating element
(42) Terminal (44) Phase
(46) Insulating layer (48) Box (50)
Protrusion (54) Transformer (56) Printed circuit board (58) Socket (60) Switch (62)
Thermistor (64) Thermistor (68) Sealing compound (70) Outlet (72) Container (74) Support/molding (78) Protrusion (80) Protrusion (82) Distilled water (84) Foil cover (86) Bent ( 88) Seal (90) Power sheet
(92) Leather belt (94) Flexible tube (96) Adapter part (98) Mask (1oo)
Elastic string (102) Aluminum elongated suspension (104) Bridge rectifier (106) Third thermistor (107) Switching circuit (IOA) Reference circuit (110) Main control comparator (112) Comparator (114) Comparator (116) Triac (118a) (118a) Opto-isolator (12
0') Resistor (1・22) Resistor (124)
OR game) - (126) Oscillator (128) OR gate (130) Transistor circuit (132)
Terminal (+34) Terminal (136)
Transistor (138) Transistor (142
) Transistor Patent Applicant Patent Attorney So Takezawa -\ -・7 ・7 Shiichimeichi 28= Fun IG-i
Claims (9)
(36)で形成されるハウジング(12)を含む吸入装
置であって、貯水槽の水の中に延びた部分とヒーター手
段(36)と熱交換接触する部分とを含むウィック手段
(76)、空気流を空気通路(32)を通ってウィック
手段の前記部分に沿って流し、それによって空気流に水
分を与え空気流を加熱するための手段(28)、空気流
の温度を、ウィック手段の前記部分の下流の或る部位で
感知する第1の手段(62)、そしてヒーター手段(3
6)の作動を変えることによって、所与の場所の空気温
度を、大体あらかじめ定めた温度に維持するための第1
温度感知手段(62)に応答する手段(116)有する
ことを特徴とする吸入装置。(1) An inhalation device including a housing (12) formed by an air passage (32), a water reservoir (14), and a heater means (36), the portion extending into the water of the reservoir and the heater means (36). wicking means (76) comprising a portion in heat exchange contact with a portion of the wicking means (76), the airflow passing through the air passageway (32) and along said portion of the wicking means, thereby moistening the airflow and heating the airflow; means (28) for sensing the temperature of the air stream at a location downstream of said portion of the wicking means (62); and heater means (3).
6) to maintain the air temperature at a given location at approximately a predetermined temperature by varying the operation of
An inhalation device characterized in that it has means (116) responsive to temperature sensing means (62).
の構造物(78)上に支持され、第2側は、ヒーター手
段(36)の反対表面と接触し、空気流は、ウィック手
段の前記部分の第1側に沿って流れるようになっている
ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の吸
入装置。(2) a first side of the portion of the wicking means is supported on a plurality of spaced apart structures (78) and a second side is in contact with an opposite surface of the heater means (36), and the air flow is directed to the wicking means; An inhalation device according to claim 1, characterized in that the flow is adapted to flow along a first side of the portion of the inhaler.
位置し、ウィック手段の前記部分が貯水槽の上、ヒータ
ー手段の下に位置することを特徴とする特許請求の範囲
第(1)項又は第(2)項に記載の吸入装置。(3) A water reservoir (14) is located at the lower end of the housing (12), and said portion of the wick means is located above the water reservoir and below the heater means. ) or (2).
結合されることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
乃至第(3)項のいずれかに記載の吸入装置。(4) An inhalation device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the water reservoir (14) is removably coupled to the housing.
み、ヒーター手段の作動を変えるための手段が、第1温
度感知手段に応答して加熱要素(40)と電源との接続
をコントロールする開閉手段(116)を含むことを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項乃至第(4)項のい
ずれかに記載の吸入装置。(5) the heater means (36) includes a heating element (40), and the means for varying the operation of the heater means controls the connection of the heating element (40) to a power source in response to the first temperature sensing means; The inhaler according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it includes an opening/closing means (116) for opening and closing the device.
検知するための第2の温度感知手段(64)を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第(1)項乃至第(5)項
のいずれかに記載の吸入装置。(6) Claims (1) to (5) include second temperature sensing means (64) for detecting an increase in the temperature of the airflow above an upper limit at a predetermined location. ) The inhalation device described in any of the above.
ーター手段(36)と接触する第3の温度感知手段(1
06)を含むことを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項乃至第(6)項のいずれかに記載の吸入装置。(7) third temperature sensing means (1) in contact with the heater means (36) for detecting when the water in the water tank is depleted;
Claim No. 06)
The inhaler according to any one of items 6 to 6.
段(36)で形成されるハウジング(12)を備え、か
つ、貯水槽の水の中に延びた部分とヒーター手段(36
)と熱交換接触する部分とを含むウィック手段(76)
、空気流を、前記ウィック手段の部分を通る空気通路(
32)を通させ、それによって、空気流に水分を与え、
しかも空気流を加熱するための手段(28)、空気流の
温度を、ウィック手段の部分の下流の所定の場所で感知
する第1の手段(62)、およびヒーター手段(36)
の作動を変え、それによって、所定の場所の空気流温度
を、大体あらかじめ定めた温度に維持するための第1温
度感知手段(62)に応答する手段(116)を有する
吸入装置に使用する貯水槽において、コンテナ(72)
、コンテナ中の水(82)、水の上の支持手段(74)
、支持手段(74)によって支持される部分と貯水槽中
の水の中に延びる部分とを含むウィック手段(76)、
およびウィック手段を覆うとともに、コンテナをシール
する取り外し可能の手段(84)を含むことを特徴とす
る吸入装置に使用するための貯水槽。(8) comprising a housing (12) formed by an air passageway (32), a water reservoir (14) and heater means (36), the portion extending into the water of the reservoir and the heater means (36);
) and a heat exchange contact portion (76).
, directing the air flow through an air passage (
32) thereby hydrating the air stream;
and means (28) for heating the air stream, first means (62) for sensing the temperature of the air stream at a predetermined location downstream of the portion of the wicking means, and heater means (36).
a water reservoir for use in an inhalation device having means (116) responsive to the first temperature sensing means (62) for altering the operation of the air stream, thereby maintaining the airflow temperature at a predetermined location at approximately a predetermined temperature; In the tank, the container (72)
, water in the container (82), support means above the water (74)
, a wicking means (76) comprising a portion supported by the support means (74) and a portion extending into the water in the reservoir;
and a removable means (84) for covering the wick means and for sealing the container.
クの少なくとも一部を加熱する段階と、空気流を加熱ウ
ィック部分に沿って通過させることによって、水分を空
気流に与えて空気流を加熱する段階と、加熱ウィック部
分の下流の空気流温度を感知する段階と、感知温度に応
じてウィック部分の加熱をコントロールする段階とから
成ることを特徴とする吸入装置用の加熱加湿空気流を作
る方法。(9) A method of creating a heated, humidified air flow, the method comprising heating at least a portion of a saturated wick and passing the air flow along a portion of the heated wick to impart moisture to the air flow. A heated humidified air flow for an inhalation device comprising the steps of heating, sensing the temperature of the air flow downstream of the heating wick portion, and controlling the heating of the wick portion in accordance with the sensed temperature. How to make it.
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